星形胶质细胞Kir6.1敲除通过增强内质网应激加重小鼠脑缺血再灌注损伤

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:dr_rush
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑卒中是一种发病迅速的脑血液循环障碍性疾病,致残率和致死率高,严重威胁人类健康。脑卒中主要包括缺血性脑卒中和出血性脑卒中,其中缺血性脑卒中即脑缺血,是以脑循环的血流量降低为特征的疾病,临床约80%的脑卒中患者为缺血性脑卒中。目前临床仍以重组组织型纤溶酶原激活剂治疗为主,但由于疗时间窗短和出血的危险限制了其应用。近年来旨在寻找神经保护药物治疗脑卒中的临床试验几乎均以失败告终。究其原因,现有研究往往局限于单一神经元的保护,而忽视了由神经元、星形胶质细胞、内皮细胞共同组成的神经血管单元的研究。因此,发展新的脑卒中治疗策略对于脑卒中患者尤为迫切。星形胶质细胞是中枢神经系统数量最多的细胞,是神经血管单元的重要组分之一,为神经元正常发挥功能提供保障,具有多种重要的生物学功能,包括支持、隔离、参与突触形成、转运神经递质、调节神经元物质代谢、维持离子稳态、介导信号转导等。近年来星形胶质细胞在脑缺血中的重要性逐渐被认识。星形胶质细胞在脑缺血中发生增殖、活化,特异性标记物胶原纤维酸性蛋白(Glial fibrillary acidic protein,GFAP)表达上调。星形胶质细胞在缺血状态下耐受力较强,在脑缺血中具有双重作用:既可以产生释放谷胱甘肽和神经营养因子、生成促红细胞生成素等保护神经元,也会以释放炎症因子、减少缝隙连接和兴奋性氨基酸的再摄取等方式加重神经元损伤。因此,明确星形胶质细胞在脑缺血中的作用及其机制,有效利用星形胶质细胞对神经元的保护作用,降低损害效应,将成为脑缺血治疗的新思路,对于脑缺血的治疗具有重要的科学意义。ATP 敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channel,K-ATP)是一类特殊非电压依赖性的钾离子通道,耦联细胞代谢和电活动,通道的开放或关闭主要受胞内ATP/ADP比值的影响。1K-ATP通道是由内向整流钾通道(inwardly rectifying potassium channel,Kir)和磺酰脲受体(sulphonylurea receptor,SUR)亚单位以4:4组合形成的异构八聚体。Kir亚基主要包括Kir6.1和Kir6.2,其中Kir6.1亚基在脑内主要表达于星形胶质细胞、小胶质细胞和神经干细胞。本实验室前期研究发现Kir6.1/K-ATP通道与缺血性脑卒中发生发展相关,Kir6.1基因敲减加重小鼠脑缺血再灌注损伤,而且K-ATP通道开放剂减轻缺糖缺氧/复糖复氧(Oxygen-glucose deprivation/reperfusion,OGD/R)引起的星形胶质细胞损伤,提示星形胶质细胞Kir6.1/K-ATP通道可能参与了缺血性脑卒中的发生发展。本文应用星形胶质细胞Kir6.1条件敲除小鼠制备tMCAO(transient middle cerebral artery occlusion,tMCAO)模型,研究星形胶质细胞Kir6.1敲除对小鼠脑缺血再灌注急性期损伤的影响,并培养原代星形胶质细胞,观察Kir6.1表达下调对OGD/R诱导的星形胶质细胞损伤和凋亡的影响,进一步阐明星形胶质细胞Kir6.1/K-ATP通道对脑缺血再灌注损伤后内质网应激、自噬和凋亡的调节及机制。研究结果表明,星形胶质细胞Kir6.1敲除加重tMCAO引起的小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤,增强缺血半影区内质网应激,上调自噬和凋亡水平;Kir6.1表达下调加重OGD/R引起的原代星形胶质细胞损伤,增强细胞的内质网应激,增加自噬和细胞凋亡;内质网应激阻断剂4-苯基丁酸(4-Phenylbutyric acid,4-PBA)可以逆转Kir6.1表达下调引起的星形胶质细胞损伤加重。上述结果表明星形胶质细胞Kir6.1/K-ATP通道通过调节内质网应激介导的细胞自噬和凋亡,在缺血性脑损伤中发挥重要的作用。目的:研究星形胶质细胞Kir6.1/K-ATP通道在小鼠脑缺血再灌注损伤中的作用及机制方法:1)应用Cre-Loxp系统构建星形胶质细胞Kir6.1特异性敲除小鼠。采用 2 月龄对照型(Control,CTL,KCNJ8f/f)及敲除型(Conditonalknockout,CKO,KCNJ8f/fGFAPCre)雄性小鼠,使用线栓法制备小鼠tMCAO模型,缺血1 h后再灌,于再灌后24 h对小鼠进行神经功能评分,处死小鼠并对脑梗死体积、脑含水量进行测量,探讨星形胶质细胞Kir6.1对小鼠大脑局灶短暂性缺血再灌注(tMCAO)损伤的影响;2)制备小鼠tMCAO模型,于再灌注24 h和72 h后将小鼠灌注后脑组织取材,进行冰冻组织切片,应用免疫组化技术研究星形胶质细胞Kir6.1敲除对脑缺血后神经血管单元各组分(神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、血管基底膜等)的影响;3)制备小鼠tMCAO模型,于再灌注24 h后免疫印迹(Western Blot,WB)法检测缺血半影区内质网应激相关蛋白、自噬相关蛋白和凋亡相关蛋白的表达;4)培养原代星形胶质细胞,转染Kir6.1 siRNA,OGD5h,复糖复氧24h,采用WB的方法检测内质网应激、凋亡相关蛋白表达。5)给予内质网应激抑制剂4-PBA,OGD5h,复糖复氧24h,应用MTT法检测细胞活力;采用Annexin-V和PI双染流式细胞仪检测凋亡率;结果:1)星形胶质细胞Kir6.1敲除加重tMCAO模型小鼠神经运动功能障碍,增大梗死体积,加重脑水肿;2)星形胶质细胞Kir6.1敲除加重缺血皮层半影区神经元的丢失,增强星形胶质细胞和小胶质细胞的增殖活化,破坏基底膜完整性;3)星形胶质细胞Kir6.1敲除加剧缺血半影区内质网应激,增加自噬和凋亡相关蛋白的表达;4)转染Kir6.1 siRNA加剧OGD/R引起的星形胶质细胞内质网应激和凋亡;5)Kir6.1表达下调加剧OGD/R引起的星形胶质细胞的损伤,增加细胞凋亡,4-PBA逆转星形胶质细胞Kir6.1表达下调引起的细胞损伤和凋亡。结论:星形胶质细胞Kir6.1敲除促进内质网应激介导的凋亡加重脑缺血再灌注损伤。综上所述,本文工作的创新之处在于:揭示星形胶质细胞Kir6.1/K-ATP通道通过调节内质网应激介导的凋亡发挥脑缺血损伤保护作用。
其他文献
吉尔曼是19世纪中后期美国高等教育思想家和改革家,他创立的约翰·霍普金斯大学是美国第一所现代研究型大学,并成为许多大学学习的榜样.他倡导的学术自由、以人为本、重视师
研究背景和目的随着社会的发展,生活水平的提高,以及人口老龄化,糖尿病患病率在全球范围内呈快速上升趋势,成为继心脑血管疾病、肿瘤之后的第三大非传染疾病,对人类健康构成了极大的威胁,给个人和社会带来了极重的负担,已经成为严重危害人类健康的世界性公共卫生问题。据世界卫生组织估计,全球糖尿病患者人数将从2003年的1.94亿上升到2030年的3.6亿,由于中国庞大的人口基数,使中国背负着极大的糖尿病负担,
结合实现无机化学实验绿色化的原则,对于其如何实现做了较为详细的叙述.在吸收无机化学实验多年的良好经验的基础上,笔者从创新的教育教学方法、先进的“绿色”理念、实施微
在初中科学教学过程中,发现学生对某些知识点迷惑不解、有些知识点难以内化、解某些题目时无法穿越壁垒,我把这些迷惑和壁垒称之为“惑点”.现把我平时积累的“惑点”巧解方
化学作为科学教育的重要组成部分,必然把提高学生的科学素养为主旨、为己任.因此在新课程标准实施中,就应重视发挥化学基本特征———化学实验在提高学生科学素养中的作用.由
一、研究性学习的涵义rn研究性学习是一种实践性活动,同时也是探究性的学习.学生们在老师的指导与帮助之下选择并确定自己的研究主题,在这个过程中,使自身的自主创新精神得到
化学是实用性很强的一门基础学科,新课程强调要“面向社会,面向生活”,这一理念只有落实到教学实践中才能取得实效.本文结合笔者教学体验,浅析如何做好做到化学教学的生活化.
和谐是一种状态,互助是一种品质,和谐互助是一种理性的课堂价值追求.“和谐互助”教学模式的本质就是学习好的学生帮助学习差的学生.学生前后桌四人为一个单元组,学习优秀的
探究式学习是一种以学生的知识探索活动为主的学习方式,是培养学生自主地获取知识、技能,体验科学的探究过程.在化学教学中,创设问题情境、引导分析起疑、鼓励自主探究、组织
生物不仅内容多而且课时少,这就要求教师要精心设计课堂教学,充分调动学生的积极性,通过贴近学生生活的实际教学案例,将复杂的问题简单化,本文针对在高中生物教学中如何激发